采準(zhǔn)巷道礦山壓力監(jiān)測

采準(zhǔn)巷道礦山壓力監(jiān)測1、巷道圍巖變形與破壞2、巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法3、巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測自然因素(1)巖石性質(zhì)及構(gòu)造特征。巷道掘進(jìn)遇到強(qiáng)度較低的軟弱巖層（如泥質(zhì)膠結(jié)的頁巖等）時很容易發(fā)生冒頂，但一般情況下規(guī)模及強(qiáng)度比較小。堅硬巖層（如砂巖等）受力后不易變形和破壞，巷道掘進(jìn)過程中也不易發(fā)生冒落，然而一旦發(fā)生冒落，其規(guī)模及強(qiáng)度可能較大。巖石的構(gòu)造持征對巷道變形破壞性質(zhì)和規(guī)模也有影響，如巷道頂板中有弱面(煤線、弱層理面等)時，就容易引起頂板巖層的離層甚至冒頂。(2)開采深度。隨著開采深度的增加，巷道上覆巖層重量增大，形成的支承應(yīng)力變大，巷道的變形及破壞的可能性也將增大。此外地下巖石的溫度也隨開采深度的增加而增高，溫度升高會使圍巖由脆性向塑性轉(zhuǎn)化，易使巷道產(chǎn)生塑性變形。1巷道圍巖變形與破壞1.1影響因素

自然因素

(3)煤層傾角。煤層傾角不同會使巷道的破壞形式有差異。如水平或傾斜煤層巷道中多出現(xiàn)頂板彎曲下沉、冒落，急斜煤層巷道多出現(xiàn)鼓幫、底板滑落及頂板抽條冒落等形式的破壞。

(4)地質(zhì)構(gòu)造因素。地質(zhì)破壞帶內(nèi)的巖層通常是由松散的巖塊所組成，在地質(zhì)破壞帶內(nèi)開掘巷道時很容易產(chǎn)生巷道冒頂事故，而且冒頂規(guī)模一般較大。

(5)礦井水的影響。礦井水容易使破碎巖塊之間的摩擦系數(shù)減少而造成個別巖塊滑動和冒落，也會使巖石強(qiáng)度降低，或促使巖層軟化、膨脹，從而造成巷道圍巖產(chǎn)生很大的變形。

(6)時間因素影響。各種巖石的強(qiáng)度都有一定的時間效應(yīng)，特別是礦井巷道的圍巖，由于所處的自然環(huán)境較差，在時間和其他因素的作用下，巖石的強(qiáng)度會因風(fēng)化、地下水等作用而降低。1巷道圍巖變形與破壞開采技術(shù)因素

(1)巷道與開采工作的關(guān)系。如巷道是受一側(cè)采動影響還是受兩側(cè)采動影響，是初次受采動影響還是受多次采動影響。(2)巷旁支護(hù)方法。如留煤柱護(hù)巷還是在巷旁澆注充填帶護(hù)巷。(3)巷內(nèi)采用的支架類型及支護(hù)方式。

(4)巷道掘進(jìn)方式。如在前進(jìn)式開采中，工作面的上下區(qū)段平巷可以與工作面平行掘進(jìn)、滯后掘進(jìn)及超前掘進(jìn)等不同方式，采用滯后掘進(jìn)可以使巷道躲開采煤工作面的劇烈采動影響，避免巷道產(chǎn)生劇烈變形與破壞。1巷道圍巖變形與破壞1.1影響因素

頂板冒落

1.2基本形式

形式特點(diǎn)易發(fā)條件圖示規(guī)則冒落冒落面比較圓滑、規(guī)整一般發(fā)生在泥巖、砂質(zhì)頁巖或含有泥質(zhì)夾層的松軟巖層不規(guī)則冒落冒落形狀很不規(guī)則多發(fā)生在斷層等地質(zhì)構(gòu)造破碎帶彎曲下沉在上覆巖層重力作用下，頂板巖層彎曲下沉，巖層底部受拉而出現(xiàn)裂縫或斷裂多發(fā)生在近水平或緩斜煤層的層狀頂板巖層結(jié)構(gòu)中以及巷道跨度較小的情況下底板變形與破壞

1.2基本形式

形式特點(diǎn)易發(fā)條件圖示塑性膨脹巷道底板呈塑性鼓起多發(fā)生在巷道底板為強(qiáng)度較低的粘土質(zhì)巖石中鼓裂巷道底板發(fā)生明顯的裂隙及鼓起發(fā)生在層狀結(jié)構(gòu)的中硬粘土質(zhì)巖石中兩幫變形與破壞

1.2基本形式

形式特點(diǎn)易發(fā)條件巷道鼓幫出現(xiàn)比較規(guī)則的臌出在整體結(jié)構(gòu)或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)的巖層或煤層中均可能發(fā)生巷幫開裂或破壞出現(xiàn)開裂破壞多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶、巖層中有軟弱夾層的地段等

巷道圍巖的穩(wěn)定狀況指標(biāo)包括圍巖的位移量、破壞范圍、巖體內(nèi)應(yīng)力場變化等。這些指標(biāo)直接影響到巷道維護(hù)的完好程度和工作空間的安全性，因此，監(jiān)測巷道圍巖的穩(wěn)定性，可以為判斷巷道支護(hù)質(zhì)量和巷道支護(hù)設(shè)計優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法進(jìn)行巷道圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測應(yīng)掌握的地質(zhì)資料和開采條件包括：通過地質(zhì)鉆孔、巖層柱狀圖等多種途徑，掌握地質(zhì)構(gòu)造及圍巖的結(jié)構(gòu)特征、巖體物理力學(xué)性質(zhì)、水文地質(zhì)等情況，并在地質(zhì)圖上標(biāo)明地質(zhì)構(gòu)造裂隙發(fā)育帶的位置、產(chǎn)狀、層厚等；了解采煤方法、煤柱尺寸、開采影響范圍等；掌握好巷道與采煤工作面相對空間位置與時間的關(guān)系；了解巷道掘進(jìn)斷面尺寸、支護(hù)方式和支柱工作特性等。2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法2.1監(jiān)測區(qū)地質(zhì)資料與開采條件

巷道周邊位移是圍巖與支護(hù)相互作用的結(jié)果，是反映多因素影響的一個綜合指標(biāo)。測量巷道周邊位移是判定巷道圍巖穩(wěn)定程度最常用的方法。

1）測站與測點(diǎn)布置對一條巷道進(jìn)行圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測，通常設(shè)三個測站，測站間距可取50～100m，選擇有代表性的圍巖條件，或選擇特殊條件進(jìn)行專項觀測。一個測站應(yīng)設(shè)三個觀測斷面，斷面間距可取3～5m。2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法2.2監(jiān)測參數(shù)及方法

巷道周邊位移測量

測點(diǎn)是量測的基準(zhǔn)點(diǎn)，應(yīng)安設(shè)可靠，保證測點(diǎn)與圍巖同步位移。通常在圍巖上打一個深100～200mm的鉆孔，如果圍巖較破碎，鉆孔可更深一些。鉆孔直徑40mm，在孔中打入木楔，木楔上釘有作為測量基準(zhǔn)點(diǎn)的基釘，也可用水泥基釘。在測量過程中要保護(hù)好測點(diǎn)，避免移動和損壞。

1-測桿；2-彈簧；3-套管；4-基準(zhǔn)點(diǎn)測桿與基準(zhǔn)點(diǎn)

2）量測方法量測一般采用十字測量法，如圖所示，直接測AC和BD的相對位移量。有時為了量測圍巖變形的不對稱性，也可加測BO、AO或DO、CO。當(dāng)頂板較好，側(cè)幫變形較大時，可采用圖(b)的方法進(jìn)行側(cè)幫位移測量。測量斷面收縮，則采用圖(c)的方法。采用圖(d)扇形布置法，則可以測定全斷面收縮率。(a)十字布置(b)垂直布置(c)網(wǎng)格布置(d)扇形布置巷道圍巖表面位移觀測方法

多角形位移觀測觀測巷道斷面變形和收縮，還可以采用傳感器量測的方法(見圖)。該法在巷道周邊埋設(shè)8個基點(diǎn)1，基點(diǎn)間用要張緊的鋼絲2串聯(lián)起來，在每個基點(diǎn)上安設(shè)一個測鋼絲傾斜的傳感器3，根據(jù)傾角變化，可得到各測點(diǎn)的變形位移量。還可以用傳感器4，測得全斷面周邊總位移量，即鋼絲2的位移量。2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法

應(yīng)該指出，巷道圍巖表面位移觀測的方法和精度，與觀測的目的及巷道預(yù)計的變形量大小有關(guān)。預(yù)計變形量較大的巷道，觀測精度可低些，觀測間隔小些；預(yù)計變形量小的巷道，觀測精度則應(yīng)高一些，觀測間隔大些。

為進(jìn)行位移反分析計算而設(shè)計的測點(diǎn)要求較嚴(yán)格，除必須采用以上正規(guī)測量方法外，還要對觀測斷面上的測點(diǎn)數(shù)量及位置進(jìn)行科學(xué)設(shè)計。

而一般安全監(jiān)測及支護(hù)設(shè)計分析的觀測，則可采用簡便易行、要求不高的方法。此時，對整體性支護(hù)的巷道，如錨噴支護(hù)、砌碹支護(hù)等，可在巷道表面用彩色標(biāo)注測點(diǎn)；對架棚支護(hù)巷道，則在棚間完整處標(biāo)注；錨網(wǎng)支護(hù)巷道可在緊貼圍巖的網(wǎng)上或錨桿盤上進(jìn)行測點(diǎn)標(biāo)注。2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法

為了探明巷道圍巖深部的穩(wěn)定狀況，進(jìn)一步研究支架與圍巖的相互作用關(guān)系，還需對圍巖深部巖體的破壞和位移變化進(jìn)行觀測。進(jìn)行深部巖體位移觀測，通常在圍巖內(nèi)鉆孔，并在孔內(nèi)布設(shè)多個測點(diǎn)，以觀測不同深度的巖體位移，測得沿鉆孔深度的變形位移梯度曲線A，如圖所示。

巷道圍巖深部變形位移觀測巷道圍巖深部位移測量

在鉆孔內(nèi)布設(shè)測點(diǎn)進(jìn)行觀測時，通常以孔底的測點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，測量各測點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)的相對位移變化，在鉆孔內(nèi)布設(shè)的測點(diǎn)及其測量系統(tǒng)稱為鉆孔位移計。布設(shè)多個測點(diǎn)的系統(tǒng)稱多點(diǎn)鉆孔位移計，其結(jié)構(gòu)形式如圖所示。巷道圍巖深部位移測量1-鉆孔；2-測點(diǎn)錨固器；3-連接件；4-量測頭；5-保護(hù)蓋；6-測量桿鉆孔多點(diǎn)位移計

測點(diǎn)錨固器2應(yīng)把測點(diǎn)固定在所測的深度，帶動連接件3實現(xiàn)與巖體變形同步位移。測點(diǎn)錨固器采用以下幾種結(jié)構(gòu)形式：壓縮木測點(diǎn)錨固器、水泥砂漿錨固器、機(jī)械式錨固器（彈簧卡式、脹殼式、楔形式等）。量測頭4的外部一定要設(shè)置保護(hù)蓋5，以保護(hù)測點(diǎn)連接件3等不受損壞，測量計一般采用鋼卷尺，可保證精度達(dá)1mm，也可用百分表、位移傳感器等精度較高的測量計。

連接件3是連接測點(diǎn)2至孔口的部件，用以傳遞深部巖體變形位移。它主要的結(jié)構(gòu)形式有鋼絲連接件、桿式連接件和扁鋼尺連接件。由于受到鉆孔空間限制，測點(diǎn)安設(shè)數(shù)量受到限制，一般只能安6～10個測點(diǎn)，鋼絲連接件最好采用鎳鉻合金鋼絲，預(yù)防銹蝕。1-鉆孔；2-測點(diǎn)錨固器；3-連接件；4-量測頭；5-保護(hù)蓋；6-測量桿鉆孔多點(diǎn)位移計

目前新研制的磁性測點(diǎn)鉆孔位移計，其結(jié)構(gòu)如圖所示。磁性測點(diǎn)3設(shè)在塑料套管5上，由卡式彈簧錨固器4固定在鉆孔內(nèi)巖壁上形成測點(diǎn)，測點(diǎn)間不用連接件。量測測點(diǎn)變形位移量時，采用磁感應(yīng)桿1（帶有傳感器）沿導(dǎo)向管2插入，跟蹤磁性測點(diǎn)。在感應(yīng)桿1上帶有毫米刻度，由測量指示儀顯示跟蹤到測點(diǎn)定位，即可直接在感應(yīng)桿讀數(shù)。磁測點(diǎn)鉆孔位移計，由于無需連接件，測點(diǎn)數(shù)量可不受限制，且測點(diǎn)錨固力較小，測點(diǎn)安裝和制作也較簡單。

1-磁感應(yīng)件；2-導(dǎo)向管；3-磁測點(diǎn)；4-卡式彈簧錨固器；5-塑料套管；6-測量指示儀磁性測點(diǎn)鉆孔位移計2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法

測定破壞圈的大小及破壞圈內(nèi)圍巖變形特征，對研究圍巖穩(wěn)定及支護(hù)措施具有實際意義。上述鉆孔多點(diǎn)位移計，可觀測不同深度的圍巖位移，如果沿孔深設(shè)置較多測點(diǎn)，就可以較正確地判斷圍巖破壞圈的范圍。此外還常應(yīng)用以下方法。

1）聲波探測法

聲波的實質(zhì)是彈性介質(zhì)的機(jī)械振動，對鉆孔中不同深度的聲波振幅及聲波速度進(jìn)行測定，可以判斷巖體內(nèi)部的破壞狀況。巷道圍巖松動圈測定2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法F-發(fā)射換能器；S-接收換能器聲波速度量測原理圖在巖體的鉆孔內(nèi)設(shè)置發(fā)射換能器F，同時在相距L的鉆孔內(nèi)或巖體表面設(shè)置接收換能器S。發(fā)射換能器F向巖體內(nèi)發(fā)射聲波，控制器將計數(shù)電子門開啟，使振蕩器的記時脈沖進(jìn)入計數(shù)器，并計數(shù)顯示。當(dāng)接收換能器S接收到聲波信號，同時通過控制器將計數(shù)電子門關(guān)閉，計數(shù)器停止計數(shù)。這時，計數(shù)顯示數(shù)字即為聲波從發(fā)射F至接收S經(jīng)過距離L所需時間t，則聲波傳播速度即為Vp=L/t，m/s。

（a）聲波速度測定測定聲波在巖體內(nèi)傳播速度的系統(tǒng)如圖所示。

（b）聲波幅度衰減測定

聲波在巖體內(nèi)傳播過程的振幅與頻譜的改變，與巖體的結(jié)構(gòu)特征及力學(xué)性態(tài)的改變密切相關(guān)，據(jù)此可以獲取更多聲學(xué)參數(shù)，提高判釋的分辨能力和可靠性。這是一種聲波測量新技術(shù)，其測量系統(tǒng)如圖所示。

聲波采集和處理系統(tǒng)2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法

2）雷達(dá)探測法

雷達(dá)探測法，采用探地雷達(dá)探測巷道圍巖松動圈。探地雷達(dá)又稱地質(zhì)雷達(dá)，是當(dāng)前國際上最先進(jìn)的地球物理勘探手段之一，由控制面板、發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、接受天線、接受機(jī)、光纜及筆記本電腦等組成。

其基本原理是發(fā)射高頻、寬頻帶電磁波，接受介質(zhì)界面的反射回波信號，界面兩側(cè)介質(zhì)的物理性質(zhì)差異越大，越利于探地雷達(dá)分辨。巷道開挖后圍巖松動、破碎，電磁波遇到破碎的圍巖會產(chǎn)生相對雜亂的反射信號。圍巖破碎區(qū)同相對完整的彈塑性區(qū)交界面將造成雷達(dá)波的強(qiáng)反射，電磁波的能量會有很大的消耗，即透過強(qiáng)反射界面的電磁波將很快消失殆盡，因此，可以將探地雷達(dá)用于確定巷道圍巖松動圈范圍。2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法

此外，還可應(yīng)用鉆孔電視方法、巖體電阻率探測法、巖體無線電磁波透視法、放射性探測法、滲液或滲氣探測法和剪切帶量測法等來測定巷道圍巖破壞圈。

巷道圍巖內(nèi)應(yīng)力測量，也是分析圍巖穩(wěn)定性、改進(jìn)巷道布置和優(yōu)化支護(hù)設(shè)計需要進(jìn)行的一項重要工作。

1）測點(diǎn)布置在工作面推進(jìn)50m前，在軌道順槽外幫向外打鉆孔，分別安裝鉆孔應(yīng)力計。共打鉆孔2組，每組4個，自工作面煤壁向外依次編號為1～8#。1#鉆孔距工作面開切眼50m，1～4#為第一組鉆孔，孔深分別為8m、6m、4m、2m。5～8#為第二組鉆孔，孔深分別為12m、9m、6m、3m。組間距20m，每組內(nèi)鉆孔間距3m，鉆孔孔徑均為φ45mm。每個鉆孔內(nèi)安裝一個煤體應(yīng)力計，信號電纜敷設(shè)長度為150m，以便測點(diǎn)進(jìn)入采空區(qū)后能夠繼續(xù)監(jiān)測。電纜采取套管保護(hù)措施，以保證工作面推進(jìn)過程不被損壞。

巷道圍巖內(nèi)應(yīng)力測量2巷道圍巖變形破壞監(jiān)測方法

雖然這項工作很重要，但由于目前方法還不完善，且測試過程復(fù)雜，測試工程量和費(fèi)用均較大，故實際工程中只對特別重要和變形特別劇烈的巷道進(jìn)行一些圍巖應(yīng)力測量，多數(shù)情況下不作為常規(guī)測量工作。巷道圍巖內(nèi)應(yīng)力測量

巷道支護(hù)質(zhì)量直接影響礦井正常生產(chǎn)與安全。支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測的任務(wù)，是檢查工程支護(hù)質(zhì)量和監(jiān)測支護(hù)作用的有效性，并結(jié)合圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測對支護(hù)技術(shù)作出評價，為改善支護(hù)技術(shù)措施提供依據(jù)。巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測的主要內(nèi)容：檢查支架的制造質(zhì)量和施工質(zhì)量、監(jiān)測支架工作阻力、檢查錨、噴、網(wǎng)支護(hù)材料加工質(zhì)量和施工質(zhì)量、監(jiān)測錨桿抗拔力和錨噴網(wǎng)支護(hù)承載力。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（1）支架制造質(zhì)量

U型鋼可縮性支架制造時，應(yīng)符合能源部部頒標(biāo)準(zhǔn)《煤礦用U型鋼可縮性支架制造技術(shù)條件》（MT195-89）。（2）支護(hù)施工質(zhì)量檢查（Ⅰ）根據(jù)巷道掘進(jìn)施工作業(yè)規(guī)程進(jìn)行檢查。（Ⅱ）檢查支架支設(shè)的斷面尺寸、架間距是否符合設(shè)計要求。（Ⅲ）可縮性支架要檢查卡纜螺栓的緊固情況，一般應(yīng)用400N·m扭力扳手，測量緊固扭力矩是否達(dá)到設(shè)計要求，以保證支架工作阻力正常發(fā)揮。3.1支護(hù)工程質(zhì)量檢查3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測

（Ⅳ）支架的橫向連接桿要安裝牢靠，否則將影響支架的穩(wěn)定性及其整體支護(hù)效果。尤其對礦壓影響大及傾斜巷道更為重要，傾斜巷道應(yīng)有3°～5°迎山角。（Ⅴ）支架的頂和兩幫要插嚴(yán)背實，支架與巖壁之間的充填狀況，直接影響支架承載的狀況，如充填不好，使支架承受局部集中荷載，這將使支架支撐能力明顯下降，支架工作特性變壞。如充填均勻密實，使支架承受均布荷載，將會明顯地提高支架的支撐能力。（Ⅵ）支架的安裝斷面與巷道斷面應(yīng)處于同一平面內(nèi)，否則作用在兩支架腿的橫向荷載形成附加力矩，造成支架腿產(chǎn)生嚴(yán)重的扭曲，使支架工作狀態(tài)變壞。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（3）巷道規(guī)格質(zhì)量檢查（符合GBJ211-90要求）（Ⅰ）巷道的凈寬：從中線至任何一幫的距離，主要運(yùn)輸巷不得小于設(shè)計規(guī)定，其它巷道不得小于設(shè)計規(guī)定30mm，均不應(yīng)大于設(shè)計規(guī)定50mm。（Ⅱ）巷道的凈高：腰線上下均不得小于設(shè)計規(guī)定30mm，也不應(yīng)大于設(shè)計規(guī)定50mm。（Ⅲ）支架立柱斜度的允許偏差應(yīng)為±2°。（Ⅳ）兩支架的間距允許偏差應(yīng)為±10mm。（Ⅴ）支架應(yīng)垂直于底板，前傾后仰不應(yīng)超過40mm；傾斜巷道支架的迎山角允許偏差應(yīng)不小于±1

。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（4）錨、噴、網(wǎng)支護(hù)工程質(zhì)量檢查根據(jù)礦山井巷工程施工及驗收規(guī)范，按國標(biāo)GBJ213-90進(jìn)行檢查。錨桿支護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定：（Ⅰ）根據(jù)設(shè)計要求并結(jié)合現(xiàn)場情況，定出錨桿孔位；（Ⅱ）錨桿的孔深和孔徑應(yīng)與錨桿類型、長度、直徑相匹配；（Ⅲ）錨桿的桿體使用前應(yīng)平直、除銹、除油；（Ⅳ）錨桿托板應(yīng)緊貼壁面，未接觸部分必須楔緊，錨桿露出巖面的長度不應(yīng)大于噴混凝土厚度；3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（Ⅴ）錨桿必須做抗拔力試驗。巷道每30～50m，錨桿在300根以下，抽樣不少于1組；300根以上，每增加300根，相應(yīng)多抽樣1組；設(shè)計或材料變更，應(yīng)另抽樣1組。每組測試抗拔力不得少于3根錨桿。噴射混凝土支護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定：

（Ⅰ）噴射混凝土的原材料：選用普通硅酸鹽水泥，其標(biāo)號不得低于325號。受潮和過期結(jié)塊的水泥嚴(yán)禁使用；采用堅硬干凈的中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于2.5，含水率不宜大于7%；采用堅硬耐久的卵石或碎石，其粒徑不宜大于15mm；不得使用含有酸、堿或油的水。

3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（Ⅱ）混合料的配比應(yīng)準(zhǔn)確。稱量的允許偏差：水泥和速凝劑應(yīng)為±2%，砂、石應(yīng)為±3%?；旌狭蠎?yīng)隨拌隨用，不摻速凝劑時有效時間不應(yīng)超過2h，摻速凝劑后不超過20min，混合料必須攪拌均勻，應(yīng)采用機(jī)械攪拌。（Ⅲ）噴射前應(yīng)清洗巖石。噴射作業(yè)中應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比：噴砂漿應(yīng)為0.45～0.55，噴混凝土應(yīng)為0.4～0.45?；炷恋谋砻鎽?yīng)平整、濕潤光澤、無干斑或滑移、流淌現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)混凝土的表面干燥松散、下墜、滑移或裂紋時，應(yīng)及時清除并補(bǔ)噴，終凝2h后應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)。（Ⅳ）速凝劑的摻量應(yīng)通過試驗確定?；炷恋某跄龝r間不應(yīng)大于5min，終凝時間不應(yīng)大于10min。（Ⅴ）混凝土采取分層噴射時，第一層噴射厚度：墻50～60mm，拱30～60mm；下一層的噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，當(dāng)間隔時間超過2h，應(yīng)先噴水濕潤混凝土的表面。（Ⅵ）噴射前應(yīng)埋設(shè)噴厚標(biāo)志。噴射混凝土的回彈率，邊墻不應(yīng)大于15%，拱部不應(yīng)大于25%，可用鉆眼深度檢查噴厚。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)，應(yīng)符合下列規(guī)定：（Ⅰ）鋼筋網(wǎng)使用前清除污銹。（Ⅱ）鋼筋網(wǎng)與巖面的間隙不應(yīng)小于30mm，鋼筋保護(hù)層的厚度不應(yīng)小于20mm。（Ⅲ）鋼筋網(wǎng)與錨桿或其它錨定裝置聯(lián)結(jié)牢固。（Ⅳ）當(dāng)采用雙層鋼筋時，第二層鋼筋網(wǎng)應(yīng)在第一層鋼筋網(wǎng)被混凝土覆蓋后鋪設(shè)。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測噴射混凝土巷道的規(guī)格質(zhì)量檢查（符合GBJ213-90）：（Ⅰ）巷道凈寬：從中線至任一幫凸出處的距離，主要運(yùn)輸巷道不得小于設(shè)計規(guī)定，其它巷道不得小于設(shè)計規(guī)定50mm，均不應(yīng)大于設(shè)計規(guī)定150mm。（Ⅱ）巷道凈高：腰線上下均不得小于設(shè)計規(guī)定30mm，也不應(yīng)大于設(shè)計規(guī)定150mm。（Ⅲ）噴射混凝土厚度應(yīng)大于設(shè)計要求；局部的厚度不得小于設(shè)計規(guī)定90%。（Ⅳ）錨桿端部及鋼筋網(wǎng)，不得露出噴層表面。（Ⅴ）裸體巷道，應(yīng)符合光爆質(zhì)量要求。巷道輪廓線，應(yīng)均勻留下60%以上的眼痕，以及巖面上不應(yīng)有明顯的炮震裂縫。

3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測1）支撐式支架的支護(hù)阻力監(jiān)測（a）支架承載后變形破壞的統(tǒng)計分析對一條巷道支架變形破壞狀況進(jìn)行統(tǒng)計，是分析支架使用效果和巷道維護(hù)狀況的一種簡易方法。這種方法是直接用鋼卷尺進(jìn)行簡易測量，統(tǒng)計梁、腿破壞位置、破壞形式等，各占總統(tǒng)計架數(shù)的比值分布，從整體上分析支架選型的適用性和有效性，以及存在的問題，為改善支護(hù)的技術(shù)措施提供科學(xué)依據(jù)。

3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測3.2巷道支護(hù)載荷監(jiān)測（b）支架承載的測定

（Ⅰ）支架承受的外載荷大小與圍巖壓力和支架的工作特性密切相關(guān)，是判斷支架工作阻力是否得到合理利用的重要指標(biāo)。在進(jìn)行支架外載測定時，所選用的測力計性能和安設(shè)方法，都不應(yīng)改變支架本身的工作特性，安設(shè)在支架上的測力計，實際上已成為支架工作特性的一部分。因此，測力計應(yīng)具有足夠的剛性，其受力變形特性對支架工作特性造成的影響，可忽略不計，即只允許微小的變形增量。（Ⅱ）測站和測點(diǎn)布置：為了評價一條巷道支架的承載狀況，應(yīng)在該巷道中選取有代表性的地段設(shè)置三個測站，每個測站測三架支架，每架支架根據(jù)斷面大小布設(shè)測站和測點(diǎn)。

3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（c）支架阻力測定測定支架支護(hù)阻力常用的是測力計，在選擇測力計時，首先其精度要合理。由于影響支架載荷值的因素較多，且在空間位置上和時間序列上隨機(jī)變異較大，測試結(jié)果離散較大。一般認(rèn)為選用的測力計精度為3～5kN，就可基本滿足要求。選用測力計時，在滿足合理精度的同時，還要求其長期穩(wěn)定性好，尺寸小、安設(shè)和測讀方便，價格便宜，符合防爆要求等。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測

（Ⅰ）液壓式測力計目前有活塞式和液壓枕式兩種?；钊紿C型測力計，有350kN、500kN系統(tǒng)產(chǎn)品，適用安設(shè)在支架腿下，測量支架垂直壓力。液壓枕YZ型測力計，是由簿鋼板壓模成型對焊而成的囊式結(jié)構(gòu)。這種測力計簡易輕便，國內(nèi)外沿用較廣，現(xiàn)有100kN、200kN、300kN系列產(chǎn)品，主要用來測量支架的分布荷載。兩種液壓式測力計均由壓力表直接測讀承載大小，測讀方便、直觀。常用的測力計有以下幾種:

3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測

（Ⅱ）振弦傳感式測力計該測力計是根據(jù)振弦傳感原理制成，即利用合金鋼彈性膜受力后產(chǎn)生微量撓曲變形，通過張緊鋼絲弦的自振頻率的改變測量承載力的大小。該產(chǎn)品有YLH和GH等系列，承載能力有25kN、150kN、300kN及500kN等幾種。使用頻率計測量頻率大小，轉(zhuǎn)換后即可得到支架承載力的大小。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（d）支架構(gòu)件內(nèi)力的測定

支架承受外載會引起其構(gòu)件內(nèi)力產(chǎn)生變化，測定這種內(nèi)力變化可以知道支架工作狀態(tài)及承載能力?？赏ㄟ^測量構(gòu)件應(yīng)變大小來測量支架構(gòu)件內(nèi)力，目前主要應(yīng)用電阻應(yīng)變片和光彈應(yīng)變計的方法。電阻應(yīng)變片是由金屬電阻絲制成，測量時用強(qiáng)力膠粘貼在構(gòu)件上，以保證金屬電阻絲與構(gòu)件產(chǎn)生同步應(yīng)變變化。電阻應(yīng)變片是由專用KJY礦用電阻應(yīng)變儀進(jìn)行測量，讀數(shù)即為應(yīng)變值。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測光彈應(yīng)變計由光學(xué)靈敏材料環(huán)氧樹脂簿片制成，粘貼在被測構(gòu)件表面，與承載方向一致，在反射式偏振光場內(nèi)根據(jù)應(yīng)變-光性定律，測量光學(xué)干涉條紋的變位值，即可測得到構(gòu)件應(yīng)變大小。電阻應(yīng)變片和光彈應(yīng)變計在承載構(gòu)件上的粘貼密度，一般根據(jù)構(gòu)件承載時應(yīng)變梯度的大小而定，梯度大者粘貼密度大些，反之小些。通常在一個構(gòu)件上布貼的數(shù)量不得小于3～4片。光彈應(yīng)變計與電阻應(yīng)變片相比，優(yōu)點(diǎn)是測讀簡便，受外界環(huán)境影響較小，無需專用儀器測讀；缺點(diǎn)是靈敏度較低，受溫度影響。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（e）支架承載后可縮量的測量

可縮性金屬支架的可縮量大小是反映支架承載性能的重要特性之一。測量支架可縮量就是量測支架構(gòu)件相互搭接或接觸長度的改變量。對于使用卡纜的可縮性金屬支架，同時測量卡纜螺栓力矩大小。由于卡纜的扭力矩大小與支架構(gòu)件可縮的滑移阻力相關(guān)，并可以在實驗室測得此相關(guān)變化，故通過支架可縮量的測量，也可大致掌握支架的實際工作狀況。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測

2）錨桿支護(hù)承載監(jiān)測錨桿承載測定所需的儀器精度、安設(shè)方法、測站與測點(diǎn)布置及其性能，與支撐式支架外載荷測力計的要求基本相同。目前可供選用的錨桿測力計有以下四種：

（a）圓盤錨桿測力計

該測力計的受力彈性元件是一對盤式彈簧。當(dāng)測力計受外載荷作用后，盤式彈簧壓縮變形，通過指示器百分表測得變形值。通過變形值與壓力值相關(guān)標(biāo)定后，就可得到載荷值。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（b）液壓式測力計液壓式測力計有液壓活塞式和液壓枕式兩種。液壓活塞式錨桿測力計承壓時，液壓腔內(nèi)的液壓上升，可直接由壓力表顯示讀數(shù)；液壓枕式測力計，與前述的YZ液壓枕作用原理相同，將液壓枕作成圓形，中心開孔，套在錨桿上，由壓力表直接讀數(shù)。（c）錨桿振弦傳感測力計該測力計的傳感彈性元件為殼體，當(dāng)連接其兩端的錨桿承載時，殼體產(chǎn)生彈性變形伸長，振弦張力增加，引起振弦頻率發(fā)生相應(yīng)變化，通過振弦頻率測定即可得到錨桿承載大小。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（d）直接粘貼電阻應(yīng)變片測錨桿承載應(yīng)用電阻應(yīng)變片測錨桿承載的方式，是將電阻應(yīng)變片直接粘貼在錨桿軸線方向，然后把導(dǎo)線妥善引出，并用環(huán)氧樹脂等防潮涂料進(jìn)行防潮處理，再在外層纏絕緣布帶預(yù)防電阻應(yīng)變片碰傷。此外，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片一般應(yīng)貼在結(jié)構(gòu)外不受力的鋼件上，并置于溫度變化相同的環(huán)境中，這樣才可補(bǔ)償由于溫度帶來的讀數(shù)誤差。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測3）噴層混凝土承載測量

噴層混凝土承載測量，通常將傳感器埋設(shè)在混凝土內(nèi)部進(jìn)行應(yīng)力或應(yīng)變測量。這時，一定要考慮傳感器和混凝土材料力學(xué)性能的剛性匹配問題。通常應(yīng)用下列兩種傳感器：

（a）應(yīng)變磚（b）電阻式應(yīng)變計3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（a）應(yīng)變磚應(yīng)變磚的傳感元件是電阻應(yīng)變片，將應(yīng)變片粘貼在延展性較好的金屬箔上，金屬箔采用銀較為理想。將制作好的應(yīng)變傳感元件放置在模具中，用與被測混凝土相同的砂漿配比澆鑄成應(yīng)變磚，脫模后放入水中養(yǎng)護(hù)。使用時，將應(yīng)變磚按指定方向澆灌在混凝土噴層內(nèi)，就可進(jìn)行應(yīng)變的測量工作。（b）電阻式應(yīng)變計電阻式應(yīng)變計，由鋁合金彈性元件、四片電阻應(yīng)變片和防潮填料等組成。彈性模量為MPa，較混凝土彈性模量小得多，測量時主要是反映應(yīng)變的相對變化。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測

“九五”以來，煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)得到迅速發(fā)展，煤巷錨桿支護(hù)進(jìn)展及比例逐年提高，許多礦井已實現(xiàn)煤巷錨網(wǎng)化。但由于煤巷錨桿支護(hù)的自身特點(diǎn)，與一般巷道錨噴支護(hù)或架棚支護(hù)相比，在其支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測和穩(wěn)定性監(jiān)測等方向要求更高，重要性更大。（1）煤巷錨桿支護(hù)施工

1）錨桿支護(hù)的煤巷應(yīng)優(yōu)先采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)，以減小對巷道圍巖的工程破壞，保證巷道成形質(zhì)量。

2）如因不可抗拒的原因造成施工斷面超寬、超高大于500mm時，須變更支護(hù)設(shè)計，采用補(bǔ)打錨桿（錨索）或支撐式支護(hù)進(jìn)行加固。

3.3煤巷錨桿支護(hù)補(bǔ)充監(jiān)測3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測3）特殊地點(diǎn)采用特殊支護(hù)及加強(qiáng)支護(hù)措施時，其支護(hù)范圍應(yīng)延伸至巷道正常段起點(diǎn)以外5～10m。4）頂部錨桿必須采用快速安裝工藝，安裝時必須邊攪拌邊將錨桿推進(jìn)至孔底，嚴(yán)禁先推進(jìn)后攪拌；幫錨桿也應(yīng)優(yōu)先采用快速安裝工藝，保證錨桿安裝質(zhì)量。

5）采用快速安裝工藝安裝錨桿時，頂錨桿螺母預(yù)緊力矩不得低于100N·m（采用錨桿鉆機(jī)安裝）。幫錨桿螺母預(yù)緊力矩不得低于60N·m。6）錨桿安裝前，應(yīng)檢查樹脂錨固劑性狀。嚴(yán)禁使用過期、硬結(jié)、破裂等變質(zhì)失效的錨固劑。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測7）攪拌樹脂錨固劑時，必須嚴(yán)格按以下標(biāo)準(zhǔn)掌握攪拌時間和等待時間：（a）超快速（ck-A），攪拌時間：15～20s，等待時間：10～15s。（b）超快速（ck-B），攪拌時間：20～25s，等待時間：10～15s。

8）樹脂錨桿必須至少使用一卷≥350mm長ck型錨固劑。

9）安裝樹脂錨桿時，必須嚴(yán)格按設(shè)計要求的順序和數(shù)量在錨桿孔中放置錨固劑。10）對于斷層破碎帶、煤層松軟區(qū)、地質(zhì)構(gòu)造變化帶、地應(yīng)力異常、動壓影響區(qū)等圍巖支護(hù)條件復(fù)雜區(qū)域，必須采取加密錨桿、全長錨固、錨索錨固、點(diǎn)柱及架棚等強(qiáng)化支護(hù)措施。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測11）在錨桿支護(hù)作業(yè)時，如遇放煤炮、頂?shù)装寮皟蓭鸵平匡@著增加、底板出現(xiàn)較大底鼓、頂板出現(xiàn)淋水或淋水加大、圍巖層（節(jié)）理發(fā)育、突發(fā)性片幫掉渣、巷道不易成型、鉆眼速度異常等情況，應(yīng)立即停止作業(yè)，采取加強(qiáng)支護(hù)措施后方可繼續(xù)作業(yè)。12）在特殊困難條件下首次采用錨桿支護(hù)時，應(yīng)從錨桿與棚式支架聯(lián)合支護(hù)開始試驗，并通過觀測得出結(jié)論后逐步加大棚距，待確認(rèn)單獨(dú)使用錨桿支護(hù)可行時，再取消棚式支架。13）錨桿支護(hù)的掘進(jìn)工作面，必須配備錨索支護(hù)所需機(jī)具及材料，并掌握其施工技術(shù)。14）錨索支護(hù)應(yīng)緊跟工作面并與鋼帶連成一體。錨索鉆孔出現(xiàn)導(dǎo)水跡象時，必須采用支撐式支架加法支護(hù)。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測15）任何煤巷作業(yè)地點(diǎn)，不得使用作為永久支護(hù)的錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)起吊設(shè)備或其他重物。16）錨桿支護(hù)作用場所距工作面200m以內(nèi)，必須備有5～10架備用棚及相應(yīng)的復(fù)合支護(hù)材料，以備改變支護(hù)方式和搶險之需。17）對錨桿支護(hù)巷道應(yīng)進(jìn)行定期檢查。對頂板、煤幫失效的錨桿應(yīng)及時補(bǔ)打，對松動的螺母應(yīng)及時緊固。18）采用一次成巷施工的綜放（采）工作面切眼或二次施工刷大導(dǎo)硐時，巷中應(yīng)至少增設(shè)一排單體支柱，以提高巷道支護(hù)的穩(wěn)定性，單體支柱距掘進(jìn)工作面的最大距離必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測

（2）煤巷錨桿支護(hù)監(jiān)測1）煤巷錨桿支護(hù)監(jiān)測分為綜合監(jiān)測和日常監(jiān)測目的（a）通過綜合監(jiān)測驗證初始設(shè)計，為評估支護(hù)效果提供數(shù)據(jù)；（b）進(jìn)行日常監(jiān)測以便及時發(fā)現(xiàn)任何異常，確保安全生產(chǎn)。

2）驗證初始設(shè)計的綜合監(jiān)測方案內(nèi)容（a）詳細(xì)測量頂板變形量、變形范圍、弱化高度以及變形隨時間的增長情況；（b）詳細(xì)測量兩幫變形有量、變形范圍、弱化深度以及變形隨時間的增長情況；（c）錨桿承載情況；（d）錨索和其他二次加固支護(hù)的承載工況。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測3）綜合頂板變形觀測要求測至頂板向上至少7m處，孔內(nèi)測點(diǎn)數(shù)量不少于12點(diǎn)，或采用雙孔，孔內(nèi)測點(diǎn)交錯布置，但每孔內(nèi)測點(diǎn)不小于6點(diǎn)；錨桿承載工況要采用測力錨桿進(jìn)行觀測。4）綜合監(jiān)測方案的觀測頻度一般距掘進(jìn)工作面50m以內(nèi)及距回采工作面100m以內(nèi)，每天觀測一次；其他情況不少于每旬觀測一次。5）綜合監(jiān)測儀器安設(shè)必須緊跟工作面，除非方案中另有規(guī)定，儀器安設(shè)在巷寬的中部和巷幫的中部。綜合觀測儀器布置圖

3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測6）所有采用錨桿支護(hù)的巷道都應(yīng)進(jìn)行日常監(jiān)測。生產(chǎn)技術(shù)科應(yīng)就日常監(jiān)測的儀器安裝步驟、技術(shù)要求、測讀方法等對施工單位有關(guān)人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)。7）日常監(jiān)測主要監(jiān)測頂板變形，應(yīng)采用簡便、易讀并具備直觀視覺顯示功能的頂板離層指示儀，以使井下所有人員都能隨時了解頂板活動情況。8）頂板離層指示儀應(yīng)按規(guī)定間隔及時緊跟掘進(jìn)工作面安裝，以便監(jiān)測頂板變形的全過程。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測

9）作為指導(dǎo)性原則，頂板離層指示儀的最大安裝間隔為：（a）實體煤巷：Ⅲ類及Ⅲ類以上巷道50m，Ⅳ類巷道40m；（b）沿空巷道：Ⅲ類及Ⅲ類以上巷道40m，Ⅳ類巷道30m；（c）巷寬大于5m的大斷面巷道及綜放（采）切眼20m；（d）斷層及圍巖破碎帶、頂板淋水、應(yīng)力集中區(qū)、交岔點(diǎn)及硐室等特殊條件下的巷道必須安設(shè)頂板離層指示儀。10）除非設(shè)計或觀測方案中另有專門規(guī)定，所有頂板離層指示儀均應(yīng)安設(shè)在巷寬的中部，交岔點(diǎn)處的離層指示儀則應(yīng)安裝在交岔點(diǎn)中心位置。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測11）除非設(shè)計或觀測大綱中另有專門規(guī)定，頂板離層指示儀下部測點(diǎn)應(yīng)與頂錨桿上端處在同一高度處，上部測點(diǎn)應(yīng)處在錨桿上方穩(wěn)定巖層內(nèi)300～500mm，無穩(wěn)定巖層時，上部測點(diǎn)在頂板中的深度一般不低于巷道跨度的1.5倍（見圖）。12）要指定專人每班對距掘進(jìn)工作面50m以內(nèi)的頂板離層指示儀進(jìn)行測讀和記錄。距掘進(jìn)50m以外的頂板離層指示儀每周不少于1次進(jìn)行測讀和記錄。13）對當(dāng)天匯總的監(jiān)測數(shù)據(jù)要及時處理分析，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測頂板離層指示儀安裝圖

14）如果頂板離層量超過臨界值，可采取的措施有：（a）錨桿長度范圍以內(nèi)離層時：首先采取加大錨桿直徑或提高錨桿桿體強(qiáng)度的措施，其次可減小錨桿間排距，提高支護(hù)密度。（b）錨桿長度范圍以外離層時：加大錨桿長度，或采用錨索補(bǔ)強(qiáng)加固，或與棚式支架聯(lián)合支護(hù)。

15）在支護(hù)設(shè)計或觀測方案中要明確說明具體巷道具體條件下的頂板離層臨界值。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測（3）煤巷錨桿支護(hù)工程質(zhì)量檢測

①錨桿安裝質(zhì)量由班組檢查驗收，并做好記錄。施工中或竣工驗收時選點(diǎn)抽查，檢查點(diǎn)間距不大于20m，檢查點(diǎn)數(shù)量不少于3個。

②錨桿安裝質(zhì)量檢測：（a）間距排：每個檢查點(diǎn)檢測呈四邊形布置的相鄰4根錨桿，用鋼卷尺量取其間距、排距。（b）角度：用半圓儀測定實際鉆孔方位角與設(shè)計鉆孔方位角之差值。（c）錨桿外露長度：用尺量測檢查點(diǎn)前一排錨桿外露長度最大值。3巷道支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測

③錨桿托盤安裝質(zhì)量檢測（a）檢測采用現(xiàn)場扳動、觀察實查。（b）在每個檢查點(diǎn)檢測其前一排錨桿托